Ved fremstilling og vedligeholdelse af marine fartøjer udsættes marine komponenter for ekstreme driftsmiljøer, især udfordringen med høj-temperaturablation, som i høj grad begrænser deres levetid. Denne artikel fokuserer på en innovativ behandlingsmetode, der sigter mod at forbedre titaniumlegeringsmaterialernes ablationsmodstand ved at behandle dem med et kromlag på deres overflade gennem en bestemt proces. Gennem laserablationseksperimenter, der simulerer et skibs faktiske driftsmiljø, giver vi indsigt i virkningerne af denne behandlingsbehandling på egenskaberne ved titanlegeringer og krombelægninger.
Med den kontinuerlige fremskridt inden for havteknologi bliver præstationskravene til skibskomponenter stadig mere strenge. Titaniumlegering, med sine fremragende mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed, indtager en vigtig position i skibsbygning. Imidlertid er ablation med høj temperatur i det marine miljø stadig en stor udfordring, der begrænser dens anvendelse. For at imødekomme denne udfordring har vi vedtaget avanceret behandlingsteknologi til overfladebehandling af titanlegeringer med krombelægning med henblik på at forbedre deres ablative korrosionsbestandighed.
Behandlingsmetode og materialeforberedelse
Behandling af titanlegeringssubstrat: Titaniumlegeringsråmaterialet blev skåret i prøver af standardstørrelse (2 cm × 1 cm × 0. 5 cm) under anvendelse af præcisionsstrådskæringsteknologi. Derefter blev 1500 grit sandpapir anvendt til polering, derefter blev slibepasta anvendt til at polere til en spejleffekt, og til sidst blev ultralydsrensning anvendt til at fjerne overfladesurenheder for at sikre overfladen af underlaget.
Krombelægningsbehandling: Krombelægning blev afsat på overfladen af de fremstillede titanlegeringsprøver under anvendelse af avanceret bue -plating -teknologi. Ved nøjagtigt at kontrollere vakuumet (6 × 10^-3 pa), temperatur (300 grader), NH3 -tryk (2 ~ 3 Pa) og bias -spænding (800 ~ 1000 V), er krombelægningen sikret at være ensartet og tæt, og deponeringstiden kontrolleres ved 10 ~ 20 minutter.
Laserablationseksperiment og resultatanalyse
En række laserablationseksperimenter blev designet til at evaluere ablationsmodstanden for den forarbejdede titanlegering og krombelægning. Eksperimenterne anvendte en hjemmelavet lang pulsbredde laser (model FLK-TIX6409Hz) til at simulere ablationsprocessen for skibsdele i et højtemperaturmiljø ved at justere pulsenergien og antallet af pulser.
De eksperimentelle resultater viser, at det ubehandlede titanlegeringssubstrat har store og dybe ablationskratere på overfladen under laserablation, med et stort antal revner i midten af området, skønt glat og en tyk oxidakkumulering i kantområdet. I modsætning hertil viste det krombelagte lag på overfladen af den forarbejdede titanlegering overlegen ablationsmodstand under de samme betingelser, med lavere ablationsgrove og færre revner og signifikant mindre oxidopbygning.
Gennem scanning af elektronmikroskopi (SEM) og energidispersiv spektroskopi (EDAX) mikromorfologi og sammensætningsanalyse af de ablerede overflader fandt vi, at krombelægningen effektivt blokerede for den direkte erosion af høje temperatur-ilt på titanlegeringssubstratet og reducerede forekomsten af oxidationsreaktioner, hvilket forbedrede den overordnede ablation-re-egenskab i materialet af materialet af materialet af materialet af materialet.
Konklusion og udsigter
I denne undersøgelse blev ablationsmodstanden for titanlegeringer og krombelægninger med succes forbedret ved innovative behandlingsmetoder. De eksperimentelle resultater viser, at krombelægningen spiller en vigtig rolle i beskyttelsen af titanlegeringsubstratet mod ablation med høj temperatur, som markant udvider skibets komponenters levetid. Fremtidig forskning kan yderligere undersøge virkningerne af forskellige behandlingsparametre på belægningsydelsen såvel som udviklingen af mere højtydende beskyttelsesbelægningsmaterialer for at imødekomme den presserende efterspørgsel efter højtydende dele inden for skibsbygning.
